정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
Or = 0.2 mL = 1.5 m1.7 m4.5 kg9.5 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(4.5 kg, 길이 1.5 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 9.5 kg, 반지름 0.2 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 1.7 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 4.5 kgL = 1.5 mmsphere = 9.5 kgr = 0.2 md = 1.7 m
IO = kg·m²
2.쉬움
k = 0.15 m0 → 600 rpm200 kg

질량 200 kg, 회전 반지름 0.15 m인 플라이휠을 정지 상태에서 600 rpm까지 일정하게 가속한다. 이 과정에 16 s가 걸린다. 마찰을 무시할 때 필요한 일정한 토크 T을(를) 구하시오.

m = 200 kgk = 0.15 mn1 = 0 rpmn2 = 600 rpmt = 16 s
T = N·m
3.보통
ω = ?2.5 kgL = 1.2 mm = 1 kg

질량 1 kg, 길이 1.2 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 있고 수평 위치에서 정지 상태로 놓인다. 자유단에 질량 2.5 kg의 작은 공이 고정되어 있다. 마찰은 무시하고 g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 수직 위치를 지날 때의 각속도 ω을(를) 구하시오.

m = 1 kgL = 1.2 mmball = 2.5 kgg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
4.보통
n = 2500 rpmTb​ = 145 N·mI = 32.5 kg·m²

관성 모멘트가 32.5 kg·m²인 플라이휠이 2500 rpm으로 회전한다. 브레이크가 일정한 마찰 토크 145 N·m를 가한다. 멈추는 데 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

I = 32.5 kg·m²n = 2500 rpmTb = 145 N·m
t = s
5.어려움
420 m/s20 g0.48 mL = 0.7 m1.5 kg

질량 1.5 kg, 길이 0.7 m인 균일한 가는 막대가 위쪽 끝의 마찰 없는 회전축에 정지 상태로 매달려 있다. 20 g의 총알이 수평으로 420 m/s로 날아와 회전축보다 0.48 m 아래에서 막대에 맞고 박힌다. 충돌 직후 막대의 각속도 ω을(를) 구하시오.

M = 1.5 kgL = 0.7 mm = 20 gv = 420 m/sd = 0.48 m
ω = rad/s
6.어려움
9.5 m/sω

질량 12 kg의 속 빈 구이(가) 9.5 m/s로 미끄러짐 없이 구른다. 전체 운동 에너지 중 회전 운동 에너지가 차지하는 비율 p을(를) 퍼센트로 구하시오.

m = 12 kgv = 9.5 m/sI = (2/3)·m·r²
p = %

정답표

  1. 1. IO = 30.98 kg·m²
  2. 2. T = 17.67 N·m
  3. 3. ω = 4.161 rad/s
  4. 4. t = 58.68 s
  5. 5. ω = 16.15 rad/s
  6. 6. p = 40 %

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